鐵路既有線頂進(jìn)涵施工技術(shù)

中鐵十五局集團(tuán)第二工程有限公司

摘要：本文以石長(zhǎng)鐵路K166+950頂進(jìn)涵施工為例，重點(diǎn)介紹了頂進(jìn)涵挖孔樁、滑板和后背施工和頂進(jìn)的施工技術(shù)，為類似工程施工提供可借鑒經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鐵路既有線；頂進(jìn)涵；施工技術(shù)

1、工程概括

湖南省石長(zhǎng)鐵路是國(guó)家Ⅰ級(jí)單線干線鐵路?，F(xiàn)石長(zhǎng)鐵路對(duì)既有線進(jìn)行電化改造并增建二線，建成后的石長(zhǎng)鐵路為國(guó)家Ⅰ級(jí)雙線電化鐵路，既有線維持120公里時(shí)速，增建二線按160公里時(shí)速。為方便桃江縣花果山村民生活和生產(chǎn)，在K166+950新增1座頂進(jìn)涵，涵頂覆土厚5.87m，具體參數(shù)如下：

2.1挖孔樁施工

既有線加固采用人工挖孔樁做支墩，挖孔樁主樁直徑1.4m，深度為14.22m。副跨樁直徑1.0m，深度為1米。挖孔樁施工注意事項(xiàng)：

（1）挖孔樁內(nèi)側(cè)平面布置與預(yù)制框架涵外側(cè)水平距離60cm。

（2）挖孔樁樁徑主跨樁基采用Φ140cm，副跨樁基采用Φ100cm。主樁樁長(zhǎng)嵌入涵洞基礎(chǔ)以下3米，當(dāng)基底持力層不能滿足條件時(shí)適當(dāng)對(duì)樁基進(jìn)行加深。（根據(jù)基底巖層情況作相應(yīng)調(diào)整）。

（3）樁身每循環(huán)開挖深度不超過1.0m，采用定型鋼模板澆筑護(hù)壁；，隨挖隨支確保施工安全，避免塌孔。

（4）挖掘時(shí)，不必將孔壁修成光面，要使孔壁稍有凹凸不平，以增加樁的摩阻力。

（5）在挖孔過程中，經(jīng)常檢查樁孔尺寸和平面位置：樁位誤差不得大于50mm，傾斜度不超過1%，孔徑與孔深必須符合設(shè)計(jì)要求。

（6）挖孔時(shí)如有水滲入，及時(shí)灌注護(hù)壁混凝土，防止水在孔壁浸淌造成坍孔?？變?nèi)積水用潛水泵排出。

（7）樁孔挖掘及支撐護(hù)壁混凝土兩道工序連續(xù)作業(yè)，中間不作停頓，以防坍孔。

（8）挖孔樁作業(yè)期間，區(qū)段內(nèi)限速45km/h，當(dāng)既有路基質(zhì)量較好時(shí)，挖孔可采用四角同時(shí)開挖，較差時(shí)嚴(yán)禁四處挖孔樁同時(shí)開工，前者回填到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，才能開挖剩余兩處。

（9）遇到流動(dòng)性淤泥或流砂時(shí)，孔圈護(hù)壁的施工可按下列方法進(jìn)行處理：減少每節(jié)護(hù)壁的高度（可取0.3-0.5m），或采用鋼護(hù)筒施工，采用上述方法后仍無(wú)法施工時(shí)，應(yīng)迅速用砂回填樁孔到能控制坍孔為止，并速報(bào)有關(guān)技術(shù)部門及設(shè)計(jì)單位處理。

2.2滑板和后背施工

（1）地基承載力檢算。經(jīng)計(jì)算，框架涵身及外荷載對(duì)底板的壓力為93.1KPa<σ0=150KPa，故工作坑地基承載力滿足要求。

（2）滑板抗滑檢算。因該頂進(jìn)涵分三段頂進(jìn)，所以滑板的抗滑能力只需要滿足最大頂力的一半，設(shè)計(jì)最大頂力為2487t，故滑板抗滑滿足要求。

（3）后背施工。后背由后背墻和后背梁組成。后背梁采用鋼筋混凝土矩形梁，為C30鋼筋混凝土。后背頂寬7.8m，高6.9m，后背墻上部為人工填土，下部為原狀黏土。地基承載力σ=150KPa，φ=30°，土的粘性系數(shù)c=10KN/m2，土地容重γ=18KN/m3，混凝土容重取2.6t/m3，最大頂力F=972t。經(jīng)計(jì)算，單位寬度上的受力為478.3KN/m

2.3頂進(jìn)涵預(yù)制

首先在滑床板上做好測(cè)量定線工作，使框架中心線與頂進(jìn)橋位的中心線平行；按滑板上的定位線立模和綁扎鋼筋；鋼筋采用加工場(chǎng)集中加工，現(xiàn)場(chǎng)綁扎；模板用組合鋼模和大塊模板拼裝，框架內(nèi)外采用碗扣式腳手架支撐；混凝土由拌和站拌和，混凝土輸送泵灌注，機(jī)械分層振搗；框架預(yù)制好后，頂部按設(shè)計(jì)設(shè)置防水層，外表進(jìn)行潤(rùn)滑處理，以減少頂進(jìn)阻力；刃角安裝時(shí)必須嚴(yán)格安裝，不能出現(xiàn)向下或向上的傾角，以防框架頂進(jìn)時(shí)產(chǎn)生高程偏差。

注意事項(xiàng)：（1）框架的伸縮縫的預(yù)留采用2cm的瀝青木板，瀝青木板與砼之間涂刷強(qiáng)力膠粘接，并用框架鋼筋支頂牢固。（2）澆筑混凝土之前仔細(xì)檢查模板的拼縫、連接螺栓、及拉桿的緊固程度，檢查碗扣支架的頂?shù)淄泻屯肟鬯删o情況和方木是否位于頂托中心?；炷翝仓^程中應(yīng)對(duì)模板進(jìn)行跟蹤巡查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。（3）夏季施工應(yīng)經(jīng)常檢查塑料薄膜或養(yǎng)護(hù)薄膜的完整性。同時(shí)要注意灑水，使混凝土始終處于濕潤(rùn)的環(huán)境中。

2.4線路加固架空

（1）架空扣軌?？v梁采用I45a工字鋼，橫梁采用I32b工字鋼逐空穿插，縱橫梁間采用U型扣件加固，并墊絕緣橡膠墊，扣軌布置形式如下：縱梁主跨采用2×4片I45a工字鋼成束，長(zhǎng)度8.4m，線路兩側(cè)共計(jì)8根，為確保路基坍塌對(duì)線路無(wú)影響，縱梁副跨端頭采用φ1米樁長(zhǎng)1米的人工挖孔樁作支墩，主樁與副跨支墩之間設(shè)φ1米挖孔樁支撐，縱梁副跨采用2×4片I56a工字鋼成束，長(zhǎng)度12m，線路兩側(cè)共計(jì)16根，主跨橫抬梁采用I32b工字鋼逐孔穿插；副跨橫梁采用I32b工字鋼隔孔穿插。

（2）安設(shè)縱梁。安裝縱梁在封鎖點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，先對(duì)扣梁范圍內(nèi)的道碴進(jìn)行清挖，清挖一側(cè)扣一側(cè)縱工字梁，開挖時(shí)采用砂袋堆碼，以防道碴坍落，縱梁下支墩處鋪滿30～50mm厚枕木板并用釘釘牢；縱橫梁間采用“U”形螺栓連接，橫梁與鋼軌間墊木板和膠墊保持軌道絕緣，以保證線路的穩(wěn)定。

（3）架設(shè)橫梁。安裝橫梁要在封鎖點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，架設(shè)橫梁前，定出橫梁下穿線路位置，以油漆作標(biāo)記，涵孔范圍內(nèi)采用每孔道床橫穿一根，橫梁穿入后及時(shí)回填道碴搗固，并派專人檢查線路方向、水平，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)采取措施。在橫梁穿入過程中，橫梁與基本軌間同步安設(shè)絕緣膠墊，使橫梁與縱梁形成一個(gè)整體，扣軌處每隔兩根枕木安裝絕緣軌距桿，絕緣軌距桿與橫梁必須有50mm空隙，防止軌距桿與橫梁、其它金屬工具連接發(fā)生紅光帶。

（4）頂進(jìn)。K166+950涵洞涵頂覆土厚5.87 m，采用帶土頂進(jìn)，在頂進(jìn)首節(jié)的側(cè)板及頂板設(shè)置頂刃角，不設(shè)底刃角，刃角連接筋在涵身預(yù)制時(shí)已完成預(yù)埋。K166+950涵洞頂進(jìn)部分長(zhǎng)度為22米，計(jì)劃將線路架空進(jìn)行帶土中繼頂進(jìn)，中繼間側(cè)板及頂板設(shè)2米鋼護(hù)套，護(hù)套采用10mm鋼板，用螺栓緊固于首節(jié)尾端；千斤頂?shù)捻斄Π搭~定頂力的60%～70%計(jì)算，并有備用千斤頂，首節(jié)與中繼節(jié)均采用4個(gè)400t臥式液壓千斤頂進(jìn)行作業(yè)，油頂左右對(duì)稱布置；頂進(jìn)時(shí)，待刃角完全切進(jìn)路基土體后，開挖刃角內(nèi)土體，挖土進(jìn)尺每次控制在0.8～1.0m，開挖面的坡度控制在1：0.3范圍之內(nèi)，每次開挖不得超過刃角切土范圍，依次循環(huán)開挖頂進(jìn)，每一個(gè)頂程隨時(shí)測(cè)量框架的水平、中線，并做好記錄，如發(fā)現(xiàn)有“扎頭”或中線偏移，及時(shí)采用措施糾正。

（5）回填。本框架采用安裝鋼刃腳頂進(jìn)到位后無(wú)需回填；若因原路基填筑質(zhì)量原因造成框架兩側(cè)出現(xiàn)空缺區(qū)，需對(duì)空缺區(qū)回填中粗砂，由于空隙較小，可采用注水使砂達(dá)到密實(shí)的效果。待確定密實(shí)后觀察并檢查線路方向及水平情況，待線路趨于穩(wěn)定后，方可進(jìn)行下一步縱梁的拆除。

（6）拆除縱、橫梁。拆除縱、橫梁在封鎖點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行，邊拆邊回填石碴并搗固，注意檢查線路軌距、方向、水平情況，發(fā)現(xiàn)變化及時(shí)調(diào)整，并派線路工日夜對(duì)加固地段線路巡查保養(yǎng)，確保行車安全。

（7）線路恢復(fù)。框架按設(shè)計(jì)頂進(jìn)到位后，馬上回填道床，拆除橫梁，拆完橫梁后再拆移縱梁，回填石碴，搗固，達(dá)到開通條件后，盡快恢復(fù)線路，解除限速，線路恢復(fù)按維修要求達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，方可恢復(fù)正常運(yùn)行速度。

結(jié)論

本工程通過周密組織、科學(xué)安排，制定了切實(shí)可行的頂進(jìn)涵施工方案，并嚴(yán)格執(zhí)行，圓滿完成頂進(jìn)涵施工，為今后同類型工程提供了一些有益的參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]增建鐵路石門至長(zhǎng)沙鐵路增建第二線工程施工圖

[2]《鐵路工務(wù)安全規(guī)則》及廣運(yùn)發(fā)[2010]165號(hào)文《廣鐵（集團(tuán)）公司鐵路營(yíng)業(yè)線施工安全管理實(shí)施細(xì)則》